JPH0283208A - Production of graphite - Google Patents
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Landscapes
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- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は、X線光学素子、X線モノクロメータ、中性
子線回折ミラー、中性子線フィルタ等として利用される
ブロック状グラファイトの製造方法に関するものである
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application This invention relates to a method for producing block graphite used as X-ray optical elements, X-ray monochromators, neutron beam diffraction mirrors, neutron beam filters, and the like.
従来の技術
グラファイトは、抜群の耐熱性や耐薬品性、高電導性等
を備えているため、工業材料として重要な位置を占め、
電極や発熱体、構造材として広く使用されている。なか
でも、単結晶グラファイトは、X線や中性子線に対する
優れた分光、反射特性を有するため、X線や中性子線の
モノクロメータ、フィルタあるいは分光結晶として広く
用いられている。Conventional technology Graphite has outstanding heat resistance, chemical resistance, and high conductivity, so it occupies an important position as an industrial material.
Widely used as electrodes, heating elements, and structural materials. Among these, single crystal graphite has excellent spectroscopy and reflection characteristics for X-rays and neutron beams, and is therefore widely used as monochromators, filters, and spectroscopic crystals for X-rays and neutron beams.
このような単結晶グラファイトを得るには、天然に産す
るものを利用するのが簡単であるが、良質の天然グラフ
ァイトは、生産量が非常に限られており、しかも、取り
扱いが困難な粉末状、あるいは非常に小さなブロック状
であるため、使用できる用途が限定されてしまう0
そこで、上記のような天然の単結晶グラファイトと同等
の特性を有する人工グラファイトを製造することが考え
られた。一般的な人工グラファイトの製造方法は、主と
して次の2つの方法に分類することができる。To obtain such single crystal graphite, it is easy to use naturally occurring graphite, but high quality natural graphite is produced in very limited quantities and is difficult to handle in powder form. , or because it is in the form of a very small block, the applications for which it can be used are limited. Therefore, it was thought to produce artificial graphite that has properties equivalent to the above-mentioned natural single-crystal graphite. Common methods for producing artificial graphite can be mainly classified into the following two methods.
第1の方法は、Fe、Ni/C系溶融体からの析出、S
i、AI等の炭化物の分解、あるいは高温、高圧下での
炭素融液の冷却によってグラファイトを製造する方法で
ある。このような方法によって得られたグラファイトは
、キッシュグラファイトと呼ばれ、天然グラファイトと
同等の物性を示す。The first method involves precipitation from Fe, Ni/C melt, S
This is a method for producing graphite by decomposing carbides such as i, AI, etc., or by cooling a carbon melt under high temperature and high pressure. Graphite obtained by such a method is called quiche graphite and exhibits physical properties equivalent to natural graphite.
しかし、上記のような方法では、微小な薄片状のグラフ
ァイトしか得られず、製造工程の煩雑さやコスト的に高
くつくこともあって、工業的にはほとんど利用されてい
ない。However, the above-mentioned method can only yield graphite in the form of minute flakes, and because the manufacturing process is complicated and the cost is high, it is hardly used industrially.
第2の方法は、気相中での炭化水素ガスの高温分解沈積
と、その熱間加工による方法であり、圧力を印加しつつ
3400℃で長時間再焼鈍するという工程によってグラ
ファイトが製造される。このようにして得られたグラフ
ァイトは、高配向バイ。グラフアイ)()−10PG)
と呼ばれ、その特性は天然グラファイトとほぼ同等の優
れたものである。The second method is the high-temperature decomposition deposition of hydrocarbon gas in the gas phase and its hot processing. Graphite is produced through a process of re-annealing at 3400°C for a long time while applying pressure. . The graphite thus obtained is highly oriented bi. Graphai) ()-10PG)
Its properties are almost the same as natural graphite.
この方法では、前記キッシュグラファイトとは異なり、
かなり大きなサイズのものも製造できるが、製造工程が
複雑であって歩留りが低く、非常に高価であるという欠
点がある。In this method, unlike the above-mentioned quiche graphite,
Although they can be manufactured in fairly large sizes, they have the drawbacks of complicated manufacturing processes, low yields, and very high costs.
これらの2つの製造方法の欠点を解消し、製造が容易で
コスト安価なグラファイトの製造方法として、様々な有
機物あるいは炭素質物を、3000°C以上で加熱して
グラファイト化する方法が考えられた。しかし、この方
法では、天然グラファイトやキッシュグラファイトと同
等の優れた特性を有するグラファイトを得ることはでき
なかった。例えば、グラファイトの最も典型的な物性で
あるab面方向の電気伝導度は、天然グラファイトやキ
ッシュグラファイトでは1〜2.5 X 10’ S
/cmであるのに対し、上記方法のものでは、一般に1
〜2X 103S /cmのものしか得られない。この
ことは、上記方法ではグラファイト化が完全には進行し
ないことを示している。In order to overcome the drawbacks of these two production methods and to produce graphite easily and at low cost, a method has been devised in which various organic substances or carbonaceous substances are heated at 3000° C. or higher to form graphite. However, by this method, it was not possible to obtain graphite having excellent properties equivalent to natural graphite or Quiche graphite. For example, the electric conductivity in the a-b plane direction, which is the most typical physical property of graphite, is 1 to 2.5 x 10' S for natural graphite and Quiche graphite.
/cm, whereas in the above method, generally 1
Only ~2X 103S/cm can be obtained. This indicates that graphitization does not proceed completely with the above method.
上記方法の場合、通常は、出発原料としてコークスなど
の炭素質物とコールタール等のバインダーが使用される
が、コークスやチャーコールを3000度程度に加熱す
ることによって生成される炭素の構造は、比較的グラフ
ァイト(黒鉛)構造に近いものから、それとは程遠いも
のまで、様々な種類のものが存在する。このような炭素
の構造のうち、単なる熱処理によって比較的容易に黒鉛
的な構造に変わる炭素を易黒鉛化性炭素と呼び、そうで
ないものを難黒鉛化炭素と呼んでいる。このような構造
上の相違が生じる原因は、黒鉛化の機構と密接に関連し
ていて、炭素前駆体中に存在する構造欠陥が、より高温
での加熱処理によって除去され易いか否かによる。した
がって、炭素前駆体の微細構造が黒鉛化性に対して重要
な役割を果たすことになる。In the case of the above method, a carbonaceous material such as coke and a binder such as coal tar are usually used as starting materials, but the structure of the carbon produced by heating coke or charcoal to about 3000 degrees is There are a variety of types, ranging from those that are close to the structure of graphite (graphite) to those that are far from it. Among these carbon structures, carbon that relatively easily changes into a graphite-like structure by simple heat treatment is called graphitizable carbon, and carbon that does not change into a graphitizable carbon is called non-graphitizable carbon. The cause of such structural differences is closely related to the graphitization mechanism and depends on whether structural defects present in the carbon precursor are easily removed by heat treatment at a higher temperature. Therefore, the microstructure of the carbon precursor plays an important role in graphitizability.
上記のようなコークス等の出発原料とする方法に対し、
高分子材料を用いて、これを熱処理することによってグ
ラファイトフィルムを製造する方法に関して、いくつか
の研究が行われており、この方法は、高分子材料の分子
構造を生かすことによって、炭素前駆体の微細構造を制
御しようとするものである。In contrast to the above-mentioned method of using it as a starting material for coke, etc.,
Several studies have been conducted on methods for producing graphite films by heat-treating polymeric materials. This is an attempt to control the fine structure.
上記方法は、高分子を真空中あるいは不活性気体中で熱
処理し、分解および重縮合反応を経て炭素質物に変え、
この炭素質物をさらにグラファイト化する方法である。The above method heat-treats the polymer in vacuum or inert gas, converts it into a carbonaceous material through decomposition and polycondensation reaction,
This is a method of further graphitizing this carbonaceous material.
しかし、この方法の場合、任意の高分子を出発原料とし
て用いても、優れた特性のグラファイトフィルムが得ら
れる訳ではなく、むしろほとんどの高分子材料は、この
目的には使用できないことが判っている。例えば、上記
のようなグラファイト化を目的として熱処理が試みら、
れた高分子としては、フェノールホルムアルデヒド樹脂
、ポリパラフェニレン、ポリパラフェニレンオキシド、
ポリ塩化ビニルなどがあるが、これらの高分子は、いず
れも難黒鉛化材料に属しており、高いグラファイト化率
を有するものではなかった。However, in the case of this method, graphite films with excellent properties cannot be obtained by using arbitrary polymers as starting materials; rather, it has been found that most polymeric materials cannot be used for this purpose. There is. For example, when heat treatment is attempted for the purpose of graphitization as described above,
Polymers used include phenol formaldehyde resin, polyparaphenylene, polyparaphenylene oxide,
Although there are polyvinyl chloride and the like, all of these polymers belong to materials that are difficult to graphitize and do not have a high graphitization rate.
本発明者らは、上記のような高分子を用いるグラファイ
トの製造方法の問題点を解決するために種々の研究を行
い、数多くの高分子についてグラファイト化を試みた結
果、フィルム状のポリアミド(PA)、ポリオキサジア
ゾール(POD)、芳香族ポリイミド(PI) 、3種
類のポリベンゾビスチアゾール(PBBT)、ポリベン
ゾオキサゾール(PBO)、ポリベンゾビスオキサゾー
ル(PBBO)、ポリチアゾール(p’r)等の高分子
を特定の温度で熱処理するときに、従来既知の高分子材
料よりも容易にグラファイト化することを見出した。そ
れらの知見に基づき1本発明者らは特許出願を行ってお
り、これらは、特開昭61−275114号公報、特開
昭61−275115号公報、特開昭61−27511
7号公報等に開示されている。The present inventors conducted various studies in order to solve the problems of the graphite production method using polymers as described above, and as a result of trying to graphitize a large number of polymers, they developed a film-like polyamide (PA). ), polyoxadiazole (POD), aromatic polyimide (PI), three types of polybenzobisthiazole (PBBT), polybenzoxazole (PBO), polybenzobisoxazole (PBBO), polythiazole (p'r) We have discovered that when heat-treated polymers such as, etc., at a specific temperature, they become graphitized more easily than conventionally known polymer materials. Based on these findings, the present inventors have filed patent applications, and these patent applications include JP-A-61-275114, JP-A-61-275115, and JP-A-61-27511.
It is disclosed in Publication No. 7, etc.
この方法によれば、上記のような高分子を、1800℃
以上、好ましくは2500℃以上で加熱することによっ
て、グラファイト化率の高いグラファイトを容易に短時
間で製造することが出来るようになったO
グラファイト化の程度を表すには、格子定数。According to this method, the above-mentioned polymer is heated to 1800°C.
As mentioned above, graphite with a high graphitization rate can be easily produced in a short time by heating preferably at 2500° C. or higher.
C軸方向の結晶子の大きさなどX線回折のパラメータ、
あるいはそれから算出される黒鉛化率等がよく用いられ
、また、電気伝導度数もしばしば用いられる。格子定数
は、X線の(002)回折線の位置から計算され、天然
単結晶グラファイトの格子定数である6、708 Aに
近い程、グラファイト構造が発達していることを示して
いる。C軸方向の結晶子の大きさは、(002)回折線
の半値幅から計算され、結晶子の値が大きい程、グラフ
ァイトの平面構造が良く発達していることを示しており
、天然単結晶グラファイトの結晶子の大きさは1000
八以上である。黒鉛化率は、結晶面間隔(d022)か
ら計算される(文献ニル・カルボン第1巻129頁、1
965年−Les Carbons Vol、1 p1
29.1965参照)。そして、天然単結晶グラファイ
トの黒鉛化率は勿論100 %である。電気伝導度数は
、グラファイトのab面方向の直で示し、電導度直が大
きい程、グラファイト構造に近いことを示しており、天
然単結晶グラファイトでは1〜2.5 X 10’ S
/cmである0
さらに、グラファイト構造を評価するためのX線回折パ
ラメータの一つに、ab面の重なり方を示すロッキング
特性がある。これは1回折強度曲線と言われ、単色で平
行なX線束が入射したときに結晶を回転して得られる回
折強度曲線であって(001)回折線の出現する角度で
20を固定し、θを回転することによって測定される。X-ray diffraction parameters such as crystallite size in the C-axis direction,
Alternatively, the graphitization rate calculated therefrom is often used, and the electrical conductivity number is also often used. The lattice constant is calculated from the position of the (002) diffraction line of X-rays, and the closer it is to 6,708 A, which is the lattice constant of natural single crystal graphite, the more developed the graphite structure is. The crystallite size in the C-axis direction is calculated from the half-width of the (002) diffraction line, and the larger the crystallite value, the better the planar structure of graphite is developed. The size of graphite crystallite is 1000
Eight or more. The graphitization rate is calculated from the crystal plane spacing (d022) (Reference Nil Carbon Vol. 1, p. 129, 1
965-Les Carbons Vol, 1 p1
29.1965). Naturally, the graphitization rate of natural single crystal graphite is 100%. Electrical conductivity is indicated by the direction of the a-b plane of graphite, and the larger the conductivity, the closer it is to the graphite structure.In natural single crystal graphite, it is 1 to 2.5 x 10'S.
/cm0 Furthermore, one of the X-ray diffraction parameters for evaluating the graphite structure is the rocking property, which indicates how the a-b planes overlap. This is called a 1-diffraction intensity curve, and is a diffraction intensity curve obtained by rotating the crystal when a monochromatic, parallel X-ray flux is incident. 20 is fixed at the angle at which the (001) diffraction line appears, and θ is measured by rotating.
この直は、吸収の半値幅をもって評価され1回転角度(
0)で表される。この筐が小さい程、ab面がきれいに
重なっていることを示している。This directness is evaluated by the half-width of absorption, and the angle of one rotation (
0). The smaller the casing, the more clearly the a-b planes overlap.
発明が解決しようとする課題
先に述べた、特定の高分子フィルムからグラファイトを
製造する方法は、容易でコスト安価である等、非常に優
れた方法であるが、この方法についても、その後いろい
ろな検討を加えた結果、次のような、いくつかの改良す
べき問題点があることが明らかとなった。Problems to be Solved by the Invention The method of producing graphite from a specific polymer film as described earlier is an excellent method as it is easy and inexpensive. As a result of further investigation, it became clear that there were several problems that needed to be improved, as listed below.
その第1の問題点は、この方法では厚手のグラファイト
すなわちブロック状のグラファイトを製造することがで
きないということである。グラファイト化の反応は一見
、出発原料フィルムの厚さとは無関係のように考えられ
るが、実際には、グラファイト化反応は原料の厚さに強
く依存している。このことは従来全く知られていなかっ
たことがあるが、発明者らは、種々の実験を行った結果
、上記のような問題を見出した。例えば、第1表は、厚
さの具なる4種類のPODフィルムをグラファイト化し
、そのグラファイトの格子定数、黒鉛化率、ab面方向
の電気伝導度の直を測定した結果を示している。The first problem is that thick graphite or block-shaped graphite cannot be produced using this method. At first glance, the graphitization reaction seems to be unrelated to the thickness of the starting material film, but in reality, the graphitization reaction strongly depends on the thickness of the raw material. Although this has not been known at all in the past, the inventors have discovered the above-mentioned problem as a result of various experiments. For example, Table 1 shows the results of graphitizing four types of POD films with different thicknesses and measuring the lattice constant, graphitization rate, and electric conductivity in the a-b plane direction of the graphite.
ば下余白
第 1
表
上記のような結果から、PODフィルムの厚さによって
、明らかにグラファイト化反応の進行程度が異なってい
ることが判る。例えば、グラファイト化率についてみる
と、厚さの相違によって99〜87チまで変化している
。 このことは、同じPODを材料としても、薄いフィ
ルム状のグラファイトは得られるが、厚いブロック状の
グラファイトを得るのは困難であることを示している。Bottom Margin Table 1 From the above results, it can be seen that the degree of progress of the graphitization reaction clearly differs depending on the thickness of the POD film. For example, the graphitization rate varies from 99 to 87 inches depending on the thickness. This shows that although thin film-like graphite can be obtained using the same POD as a material, it is difficult to obtain thick block-like graphite.
つぎに、前記先行技術の製造方法の第2の問題点は、高
分子原料を単に加熱するだけでは、グラファイトのab
面軸方向の面がC軸方向にいかに奇麗に重なっているか
という、前記ロッキング特性が向上しないということで
ある。Next, the second problem with the production method of the prior art is that simply heating the polymer raw material does not
This means that the locking characteristic, which is how neatly the surfaces in the surface axis direction overlap in the C-axis direction, is not improved.
ロッキング特性は、グラファイト結晶をX線光学素子な
どに使用する場合に重要な特性であり、ab面の重なり
方を測定するには、先に述べたX線回折によるロッキン
グ法が用いられる。グラファイト結晶をX線等の光学結
晶として用いる場合のロッキング特性としては、その用
途によっても異なるが、一般的には、100μmμ下の
薄いグラファイトフィルムでは0.4°μ下%1+mT
+以上の厚いグラファイトブロックでは3°μ下である
ことが必要とされている。これに対し、前掲の第1表に
示したI) 01)グラファイトの場合、ロッキング特
性は、6.7°(出発フィルム厚5μm、以下同様)、
10.5’(25ttm’)、12 (100μm)
、17(400μm)となっており、何れも要求される
ロッキング特性を満足できない。このことは、ロッキン
グ特性に関しては、高分子フィルムを単に加熱してグラ
ファイト化しただけでは、優れた放射線光学素子は製造
できないことを示している。このようにロッキング特性
が良くない原因は、フィルム厚が厚くなるほど、熱処理
に伴う試料内部からのガス発生のために、ab面が配向
しにくくなるためであると考えられる。Rocking properties are important properties when graphite crystals are used in X-ray optical elements, etc., and the above-mentioned rocking method using X-ray diffraction is used to measure how the a-b planes overlap. The locking properties when graphite crystals are used as optical crystals for X-rays, etc. vary depending on the application, but in general, a thin graphite film below 100 μm has a locking property of 0.4 μ below %1+mT.
For graphite blocks thicker than +, a thickness of 3°μ or less is required. On the other hand, in the case of I) 01) graphite shown in Table 1 above, the rocking properties are 6.7° (starting film thickness 5 μm, the same applies hereinafter),
10.5'(25ttm'), 12 (100μm)
, 17 (400 μm), and neither of them can satisfy the required locking characteristics. This indicates that in terms of locking properties, it is not possible to produce a radiation optical element with excellent locking properties simply by heating a polymer film to graphitize it. The reason for such poor rocking properties is considered to be that the thicker the film, the more difficult it is for the a-b plane to be oriented due to gas generation from inside the sample during heat treatment.
そこで、この発明の課題は、以上に述べたような、高分
子フィルムを熱処理するグラファイトの製造方法の問題
点を解消し、ロッキング特性等のグラファイトとしての
特性に優れているとともに厚手のブロック状グラファイ
トを製造する方法を提供することにある。Therefore, the object of this invention is to solve the above-mentioned problems in the method of producing graphite by heat-treating a polymer film, and to solve the problem of producing graphite with excellent rocking properties and other properties as graphite. The purpose is to provide a method for manufacturing.
課題を解決するための手段
上記課題を解決するこの発明のうち、請求項1記載の発
明は、芳香族ポリイミド、芳香族ポリアミド、ポリオキ
サジアゾールのなかから選ばれた厚さ1〜400μmの
高分子フィルムを450〜2000℃で熱処理して炭素
質フィルムを作製し、得られた炭素質フィルムを複数枚
重ねて、2800°Cμ下では20に9/cntLu下
、2800°C以上では20kg/crA以上の圧力を
加えながら加熱圧着するようにしている。Means for Solving the Problems Among this invention for solving the above problems, the invention according to claim 1 provides a high-density polymer with a thickness of 1 to 400 μm selected from aromatic polyimide, aromatic polyamide, and polyoxadiazole. A carbonaceous film is produced by heat-treating a molecular film at 450 to 2000°C, and a plurality of the obtained carbonaceous films are stacked to give 20 to 9/cntLu at 2800°Cμ and 20kg/crA at 2800°C or higher. Heat and pressure bonding is performed while applying the above pressure.
請求項2記載の発明は、芳香族ポリイミド、芳香族ポリ
アミド、ポリオキサジアゾールのなかから選ばれた厚さ
1〜400μmの高分子フィルムを熱処理して炭素質フ
ィルムを作製し、得られた炭素質フィルムを複数枚重ね
て、50kg/cmlは下の圧力を断続的に加えながら
800°C以上で加熱圧着するようにしている。The invention according to claim 2 provides carbonaceous film obtained by heat-treating a polymer film with a thickness of 1 to 400 μm selected from aromatic polyimide, aromatic polyamide, and polyoxadiazole to produce a carbonaceous film. A plurality of quality films are stacked one on top of the other, and the film is heat-pressed at 800°C or higher while applying a pressure below 50 kg/cm intermittently.
作 用
請求項1記載の発明によれば、前記特定の高分子フィル
ムを熱処理することによって良好な品質の炭素質フィル
ムが作製でき、この炭素質フィルムを複数枚重ねて加熱
圧着することによって、ロッキング特性等の諸特性に優
れているとともに、単層のフィルムでは得られない分厚
いブロック状のグラファイトを製造できる。According to the invention described in claim 1, a carbonaceous film of good quality can be produced by heat-treating the specific polymer film, and by stacking a plurality of carbonaceous films and heat-pressing them, locking can be achieved. In addition to having excellent properties such as properties, it is possible to produce thick block-shaped graphite that cannot be obtained with a single layer film.
請求項2記載の発明によれば、前記特定の高分子フィル
ムを熱処理することによって良好な品質の炭素質フィル
ムを作製でき、この炭素質フィルムを複数枚重ねて加熱
圧着する際に、圧力を断続的に加えることによって、ロ
ッキング特性等の諸特性に非常に優れているととも罠、
単層のフィルムでは得られない分厚いブロック状のグラ
ファイトを製造することができる。According to the second aspect of the invention, a carbonaceous film of good quality can be produced by heat-treating the specific polymer film, and when a plurality of carbonaceous films are stacked and heat-pressed, pressure is applied intermittently. In addition to this, it has very good locking properties and other properties.
It is possible to produce thick block-shaped graphite that cannot be obtained with a single layer film.
実施例
まず、この発明では、出発原料となる高分子フィルムと
して、芳香族ポリイミド、芳香族ポリアミド、ポリオキ
サジアゾールの中から選ばれた高分子からなるフィルム
を用いる0具体的な高分子フ、fルムの材料組成や配合
は、用途や製造条件によって適宜選択して実施される。Examples First, in this invention, a film made of a polymer selected from aromatic polyimide, aromatic polyamide, and polyoxadiazole is used as a polymer film serving as a starting material. The material composition and formulation of the flum are appropriately selected and implemented depending on the use and manufacturing conditions.
高分子フィルムの厚みは、400μm以下、好ましくは
1〜400μmの範囲のものが用いられる。 フィルム
厚が400μmよりも厚くなると、炭素化およびグラフ
ァイト化の過程において発生するガスのために、内部構
造の乱れた炭素前駆体(すなわち難黒鉛化炭素)しかで
きず、その後に加熱圧着すなわちホットプレス工程を行
っても良質のグラファイトを得ることができない。フィ
ルム厚が薄い場合には特に大きな制限はないが、1μm
よりも薄くなると、同じ厚さのグラファイトブロックを
製造するのに、より多数枚の炭素質フィルムを製造して
おく必要が八るので、経済的に不利である。The thickness of the polymer film used is 400 μm or less, preferably in the range of 1 to 400 μm. When the film thickness becomes thicker than 400 μm, only a carbon precursor with a disordered internal structure (i.e., non-graphitizable carbon) is produced due to the gas generated during the carbonization and graphitization process, and then heat compression bonding or hot pressing is performed. Even if the process is carried out, it is not possible to obtain high quality graphite. There is no particular restriction when the film thickness is thin, but 1 μm
If it becomes thinner than this, it is economically disadvantageous because it is necessary to manufacture a larger number of carbonaceous films in order to manufacture a graphite block of the same thickness.
炭素質フィルムを製造するための熱処理温度は450〜
2000℃の範囲で実施される。2000℃以上の温度
領域で熱処理を行うこともできるが、上記温度範囲内で
熱処理したものをホットプレスしたほうが、最終的に製
造されるグラファイトの品質に良い結果を与える。この
工程は、ホットプレスの前の予備的な熱処理工程である
が、この段階では高分子フィルムを重ねないで別々に熱
処理したほうがよく、特に、400μm以下の厚さには
重ねないほうがよい。これは、高分子フィルムを重ねた
状態で熱処理すると、高分子フィルムからのガス発生が
抑えられ、厚いフィルムを使用したのと同じような欠点
が生じるからである。The heat treatment temperature for manufacturing carbonaceous film is 450~
It is carried out in the range of 2000°C. Although heat treatment can be performed in a temperature range of 2000° C. or higher, hot pressing of heat treated material within the above temperature range gives better results to the quality of the graphite that is finally produced. This step is a preliminary heat treatment step before hot pressing, but at this stage it is better to heat-treat the polymer films separately without overlapping them, and in particular, it is better not to overlap them to a thickness of 400 μm or less. This is because if the polymer films are heat-treated in a stacked state, gas generation from the polymer films is suppressed, resulting in the same drawbacks as using thick films.
上記のような予備的な熱処理工程を経て炭素質フィルム
を製造した後、複数枚の炭素質フィルムを重ねて、本格
的な加熱および圧着工程であるホットプレス工程を行い
、炭素質のグラファイト化を進行させて、ブロック状の
グラファイトを製造する。このホットプレス工程では、
圧力印加の方法と温度制御が重要である。すなわち、こ
のホットプレス工程では、熱処理中に炭素質フィルムに
発生するシワを取り除きながら圧着することが必要であ
る。そのような処理条件を研究した結果、2800′C
以下の温度領域では20kg/cli1以下の圧力であ
ることが必要であり、この温度領域で上記圧力以上に圧
力印加すると、炭素質フィルムが割れてしまう。なお、
圧力を急激に印加せず徐々に圧力を加えるようにすれば
、割れを防ぐ上でより有効である。2800℃以上の温
度領域では、完全な接着を実現するために20 kg
/ CIA以上の圧力が必要であり、それμ下の圧力で
は圧着が充分に行われない。After manufacturing a carbonaceous film through the preliminary heat treatment process described above, multiple sheets of carbonaceous film are stacked and a hot press process, which is a full-scale heating and compression process, is performed to convert the carbonaceous to graphite. The process proceeds to produce block-shaped graphite. In this hot pressing process,
The method of pressure application and temperature control are important. That is, in this hot pressing step, it is necessary to press the carbonaceous film while removing wrinkles generated in the carbonaceous film during heat treatment. As a result of researching such processing conditions, 2800'C
In the following temperature range, the pressure must be 20 kg/cli1 or less, and if a pressure higher than the above pressure is applied in this temperature range, the carbonaceous film will crack. In addition,
It is more effective to prevent cracking if pressure is applied gradually rather than suddenly. In the temperature range above 2800℃, 20 kg to achieve perfect adhesion
/ A pressure higher than CIA is required, and crimping cannot be performed sufficiently at a pressure lower than CIA.
上記のような製造工程を経ることによって、分厚いブロ
ック状をなすとともにロッキング特性が著しく改良され
たグラファイトを製造することができる。例えば、従来
技術で挙げた前記PODフィルム(厚み4,25,10
0,450μm)を100℃で熱処理して炭素質フィル
ムを製造した後、それぞれの厚みのフィルムを10枚づ
つ重ねてホットプレス工程を行う。ホントブレス工程は
、昇温過程で、 2800℃までは4 kg / c
gの圧力を印加し、2800 ’C,以上になると20
kg / clの圧力を印加し、3000℃で一定時
間処理を行ってブロック状のグラファイトを製造する0
上記のような処理条件で実際にグラファイトを製造した
ところ、そのロッキング特性は、1.0°(4μm)、
1.2°(25μm)、165°(100μm)、1.
8°(450μm)となり、ロツキング特性の著しい向
上が認められた。By going through the manufacturing process as described above, it is possible to manufacture graphite that has a thick block shape and has significantly improved rocking properties. For example, the POD film (thickness 4, 25, 10
0,450 μm) at 100° C. to produce a carbonaceous film, ten films of each thickness are stacked one on top of the other and subjected to a hot pressing process. The true breath process is a temperature raising process, and up to 2800℃ the temperature is 4 kg/c.
Applying a pressure of 2,800'C, 20
Applying a pressure of kg/cl and processing at 3000℃ for a certain period of time to produce block-shaped graphite.
When graphite was actually manufactured under the above processing conditions, its rocking properties were 1.0° (4 μm),
1.2° (25 μm), 165° (100 μm), 1.
8° (450 μm), and a significant improvement in rocking properties was observed.
つぎに、上記方法とは一部異なる製造方法であって、同
様にロッキング特性等に優れるとともに、分厚いブロッ
ク状のグラファイトを製造できる方法について説明する
。Next, a manufacturing method that is partially different from the above method, and which similarly has excellent rocking properties and can manufacture thick block-shaped graphite, will be described.
高分子フィルムの材質や、炭素質フィルムを製造するだ
めの熱処理工程については、前記した実施例の製造工程
と同様に実施できるので、詳細な説明は省略する。この
実施例の製造方法では、ホットプレス工程において、8
00℃以上の温度領域で圧力を断続的に加えることを特
徴とする。前記したように、炭素質フィルムのホットプ
レス工程においては、熱処理によって生じるシワや歪み
をいかにうまく収り除くかということが重要であり、こ
の点で、圧力を継続的に印加することが非常に有効であ
る。The material of the polymer film and the heat treatment process for manufacturing the carbonaceous film can be carried out in the same manner as the manufacturing process of the above-mentioned embodiments, so a detailed explanation will be omitted. In the manufacturing method of this example, in the hot pressing step, 8
It is characterized by applying pressure intermittently in a temperature range of 00°C or higher. As mentioned above, in the hot pressing process of carbonaceous films, it is important to effectively eliminate wrinkles and distortions caused by heat treatment, and in this respect, continuous application of pressure is extremely important. It is valid.
継続的な圧力の加え方としては、熱処理過程の低い温度
領域では、加える圧力の最大直を比較的小さくしておき
、高い温度領域では圧力の最大匝を大きくしていくよう
にすると、より効果が太きい。加える圧力の最大直は、
2000℃以下では20kg/ cf IU下であるこ
とが最も望ましいが、50kg/ct?rμ下であれば
有効である。2000℃以上では、20 kg/ cn
t Id上であることが望ましいが、50に9/ct?
+以上の圧力は必要ではない。When applying continuous pressure, it is more effective to keep the maximum pressure relatively small in the low temperature range of the heat treatment process, and increase the maximum pressure in the high temperature range. It's thick. The maximum pressure applied is
Below 2000℃, it is most desirable to be under 20kg/cf IU, but 50kg/ct? It is effective if it is below rμ. 20 kg/cn above 2000℃
It is desirable to be on t Id, but 50 to 9/ct?
Pressure above + is not necessary.
−実施例−
ついで、この発明の製造方法によってグラファイトを製
造した、具体的実施例について説明する。-Example- Next, a specific example in which graphite was manufactured by the manufacturing method of the present invention will be described.
各実施例において、グラファイト化の程度を評価するた
めに、前記した格子定数、黒鉛化率、電気伝導度、ロッ
キング特性を測定しており、これらの物性の測定条件は
下記のとおりである。In each example, in order to evaluate the degree of graphitization, the above-mentioned lattice constant, graphitization rate, electrical conductivity, and rocking properties were measured, and the measurement conditions for these physical properties were as follows.
(1) 格′子定数(Co)
フィリップ社製1)W−1051型X線デイフラクトメ
ータを用い、CuKa線を使用して試料のX線回折線を
測定した。Coの匝は、2θ=26〜27°付近に現れ
る( 002)回折線から、グラフの式nλ=2dsi
nθ(ただし2d=Co)を用いて計算した。ここで、
0=2、λはX線の波長である。(1) Lattice constant (Co) The X-ray diffraction line of the sample was measured using a CuKa beam using a 1) W-1051 X-ray diffractometer manufactured by Philips. From the (002) diffraction line appearing around 2θ=26 to 27°, the graph formula nλ=2dsi
Calculated using nθ (where 2d=Co). here,
0=2, λ is the wavelength of the X-ray.
(2黒鉛化率(チ)
黒鉛化率は面間隔(d)の喧より次式を用いて計算した
。(2) Graphitization rate (H) The graphitization rate was calculated from the interplanar spacing (d) using the following formula.
d002=3.354 g+ 3.44 (1−g )
ここで1gは黒鉛化の程度を示し、g=1は完全な黒鉛
、g=oは無定形炭素を表す。d002=3.354 g+3.44 (1-g)
Here, 1 g indicates the degree of graphitization, g=1 represents complete graphite, and g=o represents amorphous carbon.
(3)電気伝導度(S/cm)
試料に銀ペーストと金線を用いて4端子電極を取り付け
、外側電極から一定′成流を流し、内側電極においてそ
の電圧降下を検出することによって測定した。試料の幅
、長さ、厚さを顕微鏡によって測定した結果から、電気
伝導度を計算した。(3) Electrical conductivity (S/cm) Measured by attaching a 4-terminal electrode to the sample using silver paste and gold wire, flowing a constant current from the outer electrode, and detecting the voltage drop at the inner electrode. . The electrical conductivity was calculated from the results of measuring the width, length, and thickness of the sample using a microscope.
(4) ロッキング特性(o)
理学電機社製ロータフレックスRU −200B型X線
回折装置を用い、グラフアイl−(002)線のビーク
位置におけるロッキング特性を測定した。得られた吸収
曲線の半呟幅をもってロッキング特性とした。(4) Rocking properties (o) Using a Rotaflex RU-200B model X-ray diffractometer manufactured by Rigaku Denki Co., Ltd., the rocking properties at the peak position of the graph eye l-(002) line were measured. The half width of the obtained absorption curve was taken as the rocking characteristic.
一実施例Am
10μmの厚さのPOD、PA、PIの各高分子フィル
ムを黒鉛板に挾んで、窒素雰囲気中で毎分20℃の昇温
速度で1000℃まで昇温した後、1000℃で1時間
保持して熱処理を行い、炭素質フィルムを得た。Example Am A 10 μm thick POD, PA, and PI polymer film was sandwiched between graphite plates and heated to 1000°C at a heating rate of 20°C per minute in a nitrogen atmosphere. Heat treatment was performed by holding for 1 hour to obtain a carbonaceous film.
それぞれの材料からなる炭素質フィルムを20枚づつ重
ね、中外炉工業株式会社製、超高温ホットプレスを用い
てホットプレス工程を行い、グラファイトブロックを得
た。ホットプレス工程の処理条件は、毎分10°Cの昇
温速度で昇温し、1000〜2800℃の温度領域で圧
力を徐々に加え、最終的に20kg/cntまで増加さ
せた。2800℃以上の温度領域では圧力を40 kg
/ C%にし、3000℃で1時間プレスした。このよ
うにして得られたグラファイトブロックの物性匝を第2
表に示している。Twenty carbon films made of each material were stacked one on top of the other, and a hot pressing process was performed using an ultra-high temperature hot press manufactured by Chugai Roko Kogyo Co., Ltd. to obtain a graphite block. The processing conditions of the hot press step were to raise the temperature at a rate of 10°C per minute, gradually apply pressure in the temperature range of 1000 to 2800°C, and finally increase the pressure to 20 kg/cnt. In the temperature range above 2800℃, the pressure should be reduced to 40 kg.
/C% and pressed at 3000°C for 1 hour. The physical properties of the graphite block obtained in this way are
Shown in the table.
μ下余白 第 2 表 高分子フィ 格子定数 黒鉛化率 ルム材料 C。μ bottom margin Part 2 table Polymer fiber lattice constant graphitization rate Lum material C.
(A)
(チ)
電 気 ロッキング
伝導度 特 性
(S/cm) (’ )
POD
0.9
PA
6.708
0.8
PI
6.708
0.65
上記の結果によれば、得られたグラファイトブロックの
ロッキング特性は、0.9〜0.65°の範囲だあり、
請求項1記載の発明にかかる製造方法によって、優れた
ロッキング特性を有するブロック状グラファイトが製造
できることが実証できた。(A) (H) Electrical locking conductivity properties (S/cm) (') POD 0.9 PA 6.708 0.8 PI 6.708 0.65 According to the above results, the obtained graphite The locking properties of the block range from 0.9 to 0.65°,
It has been demonstrated that block-shaped graphite having excellent rocking properties can be produced by the production method according to the invention set forth in claim 1.
一実施例B−
2、10,25,50,100,200μmの厚さを有
するPIフィルムを、それぞれ1000℃で熱処理して
炭素質フィルムを製造した。それぞれの炭素質フィルム
を2〜20枚重ねて、合計厚みが種々異なる状態で、前
記実施例1と同様の処理条件でホットプレス工程を行っ
た。Example B- PI films having thicknesses of 2, 10, 25, 50, 100, and 200 μm were heat-treated at 1000° C. to produce carbonaceous films. Two to 20 sheets of each carbonaceous film were piled up, and a hot pressing process was performed under the same processing conditions as in Example 1 with various total thicknesses.
得られたグラ7アイトブロツクのロッキング特性を第3
表に示している。The locking properties of the obtained Gra7ite block were evaluated as
Shown in the table.
μ下余白
実施例1
実施例2
実施例3
実施例4
実施例5
実施例6
実施例7
実施例8
実施例9
実施例10
比較例1
比較例2
比較例3
比較例4
第 3
表
0.50
0.65
0.62
0.67
0.65
0.67
0.72
0.85
0.82
0.96
1.54
1.29
2.21
2.01
以上の結果から、出発原料である高分子フィルムの厚み
が厚くなる程、ロッキング特性が悪くなり、ロッキング
特性を1 μ内に抑えるには、400μmμ下の高分子
フィルムを用いる必要があることが判る。なお、高分子
フィルムの積み重ね枚数が多くなる程、ロッキング特性
が悪くなる傾向があるが、その程度はあまり顕著ではな
い。μ Lower Margin Example 1 Example 2 Example 3 Example 4 Example 5 Example 6 Example 7 Example 8 Example 9 Example 10 Comparative Example 1 Comparative Example 2 Comparative Example 3 Comparative Example 4 Third Table 0. 50 0.65 0.62 0.67 0.65 0.67 0.72 0.85 0.82 0.96 1.54 1.29 2.21 2.01 From the above results, the starting material It can be seen that the thicker the molecular film is, the worse the locking properties are, and in order to suppress the rocking properties to within 1 μm, it is necessary to use a polymer film with a thickness of 400 μm or less. Note that as the number of stacked polymer films increases, the locking properties tend to deteriorate, but the degree of this is not so significant.
一実施例C−
25μmの厚さのPOD、PA、PIの各高分子フィル
ムを黒鉛板に挾んで、窒素雰囲気中で毎分20℃の昇温
速度で1000℃まで昇温した後、1000℃で1時間
保持して熱処理を行い、炭素質フ鴫ルムを得た。Example C - Polymer films of POD, PA, and PI with a thickness of 25 μm were sandwiched between graphite plates and heated to 1000°C at a heating rate of 20°C per minute in a nitrogen atmosphere, and then heated to 1000°C. A heat treatment was performed by holding the mixture for 1 hour to obtain a carbonaceous film.
それぞれの材料からなる炭素質フィルムを20枚づつ重
ね、中外炉工業株式会社製、超高温ホットプレスを用い
てホットプレス工程を行い、グラ7アイトブロツクを得
た。ホットプレス工程の処理条件は、毎分10°Cの昇
温速度で昇温し、1000〜2800℃の温度領域で、
θ〜20 kl? / 0%の圧力を断続的に12回印
加した。圧力印加の方法は、圧力0の状態から徐々に圧
力を増加して約2分で20kgZc−の最高圧力にし、
この最高圧力を2分間保持した後、約1分間で圧力0の
状態に戻した。20 carbonaceous films made of each material were stacked one on top of the other and subjected to a hot pressing process using an ultra-high temperature hot press manufactured by Chugai Roko Kogyo Co., Ltd. to obtain a Gra7ite block. The processing conditions of the hot press step are to raise the temperature at a rate of 10°C per minute, in a temperature range of 1000 to 2800°C,
θ~20kl? /0% pressure was applied intermittently 12 times. The method of applying pressure is to gradually increase the pressure from a state of 0 pressure to a maximum pressure of 20 kgZc- in about 2 minutes,
After maintaining this maximum pressure for 2 minutes, the pressure was returned to zero in about 1 minute.
圧力0の状態で3分間保持した後、上記同様の加圧操作
を繰り返した。つぎに、2800℃以上の温度領域に昇
温した状態では、最高圧力を50 kg/cntにして
、前記同様の断続的な圧力印加を行った。After maintaining the pressure at 0 for 3 minutes, the same pressurizing operation as above was repeated. Next, when the temperature was raised to a temperature range of 2800° C. or higher, the maximum pressure was set to 50 kg/cnt, and the same intermittent pressure application as described above was performed.
最高温度3000℃まで昇温した後、3000℃で1時
間プレスした。このようにして得られたグラファイトブ
ロックの物性匝を第4表に示している。After raising the temperature to a maximum temperature of 3000°C, it was pressed at 3000°C for 1 hour. Table 4 shows the physical properties of the graphite block thus obtained.
第 4
表
高分子フィ 格子定数 黒鉛化率 電 気 ロッキング
ルム材料 Co 伝導度 特 性(A)(
%) (S/cm) (0)OD
6.708
A
6.708
I
6.708
0.62
0.60
0.51
は下余白
以上の結果から、得られたグラファイトフロックのロッ
キング特性は、0.62〜0.51’の範囲であり、請
求項2記載の発明にかかる製造方法によって、優れたロ
ッキング特性を有するブロック状のグラファイトが製造
できることが実証できた。また、この実施例Cの結果を
前記実施例Aの結果と比べると、ロッキング特性が高く
なっており、ホットプレス工程で断続的に圧力を加える
ことが、ロッキング特性の向上により有効であることが
実証できた。Table 4 Polymer Phi Lattice Constant Graphitization Rate Electric Rocking Lum Material Co Conductivity Characteristics (A) (
%) (S/cm) (0) OD 6.708 A 6.708 I 6.708 0.62 0.60 0.51 From the results above the bottom margin, the rocking properties of the obtained graphite flock are 0 .62 to 0.51', and it has been demonstrated that block-shaped graphite having excellent rocking properties can be produced by the production method according to the invention set forth in claim 2. Furthermore, when comparing the results of Example C with the results of Example A, the locking properties are higher, indicating that applying pressure intermittently during the hot pressing process is more effective in improving the locking properties. I was able to prove it.
発明の効果
以上に説明した、この発明にかかるグラファイトの製造
方法のうち、請求項1記載の発明によれば、特定の高分
子フィルムを熱処理し炭素質フィルムを製造した後、複
数枚の炭素質フィルムを重ねて、ホットプレスすなわち
加熱圧着することによって、ロッキング特性等の緒特性
に優れているとともに、分厚いブロック状をなすグラフ
ァイトを製造することができる。従来方法のように、1
枚の高分子フィルムを熱処理するだけでは、フィルムが
分厚くなるとともにグラファイトの特性が悪くなる問題
があるが、この発明の製造方法であれば、薄い高分子フ
ィルムを予備的に熱処理して良質の炭素質フィルムを得
た後、この炭素質フィルムをホットプレス工程でカロ熱
圧着して、所定の厚みを有するブロック状のグラファイ
トを得るので、製造するグラファイトの厚みが分厚くな
っても特性が悪くならず、分厚いブロック状のグラファ
イトでありながら、薄い高分子フィルム単体からなるグ
ラファイト等と同様の優れた特性を有するものを得るこ
とができる。Effects of the Invention Of the method for producing graphite according to the present invention described above, according to the invention described in claim 1, after a specific polymer film is heat-treated to produce a carbonaceous film, a plurality of carbonaceous films are By stacking films and hot-pressing, that is, heat-pressing them, it is possible to produce graphite that has excellent properties such as rocking properties and has a thick block shape. As in the conventional method, 1
If only a single sheet of polymer film is heat-treated, the film becomes thicker and the properties of the graphite deteriorate.However, with the manufacturing method of this invention, a thin polymer film is pre-heat-treated to produce high-quality carbon. After obtaining a carbonaceous film, this carbonaceous film is thermocompressed in a hot press process to obtain block-shaped graphite with a predetermined thickness, so even if the thickness of the graphite to be manufactured becomes thick, the properties will not deteriorate. Although it is thick block-shaped graphite, it is possible to obtain graphite that has the same excellent properties as graphite made of a thin polymer film alone.
したがって、従来、製造することが困難であった、優れ
た特性を有するグラファイトを容易に製造することがで
き、特に、従来の!!造方法に比べ著しくロッキング特
性等が向上したブロック状グラファイトを得ることが可
能になる。この発明の製造方法によって製造され、ロッ
キング特性等に優れた分厚いブロック状のグラファイト
は、X線や中性子線モノクロメータ、フィルタ等に広く
使用することができる。Therefore, it is possible to easily produce graphite with excellent properties, which has been difficult to produce in the past. ! It becomes possible to obtain block-shaped graphite with significantly improved rocking properties, etc., compared to other methods. The thick block-shaped graphite produced by the production method of the present invention and having excellent locking properties can be widely used in X-ray and neutron beam monochromators, filters, and the like.
また、請求項2記載の発明によれば、上記請求項1記載
の発明と同様にして炭素質フィルムを製造した後、ホッ
トプレス工程で圧力を断続的に加えることによって、請
求項1記載の発明の上記効果に加え、ロッキング特性等
をより向上させることが可能である。Further, according to the invention described in claim 2, after manufacturing a carbonaceous film in the same manner as in the invention described in claim 1, the invention according to claim 1 is produced by applying pressure intermittently in a hot pressing process. In addition to the above-mentioned effects, it is possible to further improve locking characteristics and the like.
Claims (2)
サジアゾールのなかから選ばれた厚さ1〜400μmの
高分子フィルムを450〜2000℃で熱処理して炭素
質フィルムを作製し、得られた炭素質フィルムを複数枚
重ねて、2800℃以下の温度領域では20kg/cm
^2以下、2800℃以上の温度領域では20kg/c
m^2以上の圧力を加えながら加熱圧着するグラファイ
トの製造方法。(1) A polymer film with a thickness of 1 to 400 μm selected from aromatic polyimide, aromatic polyamide, and polyoxadiazole is heat-treated at 450 to 2000°C to produce a carbonaceous film, and the obtained carbon 20kg/cm in the temperature range below 2800℃ by stacking multiple sheets of quality film
20kg/c in the temperature range below ^2 and above 2800℃
A method for producing graphite in which heat and pressure bonding is performed while applying a pressure of m^2 or more.
サジアゾールのなかから選ばれた厚さ1〜400μmの
高分子フィルムを熱処理して炭素質フィルムを作製し、
得られた炭素質フィルムを複数枚重ねて、50kg/c
m^2以下の圧力を継続的に加えながら800℃以上で
加熱圧着するグラファイトの製造方法。(2) producing a carbonaceous film by heat-treating a polymer film with a thickness of 1 to 400 μm selected from aromatic polyimide, aromatic polyamide, and polyoxadiazole;
The resulting carbonaceous films were stacked together to produce a weight of 50 kg/c.
A method for producing graphite in which heat and pressure bonding is carried out at a temperature of 800°C or higher while continuously applying a pressure of m^2 or less.
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---|---|---|---|
JP63235219A JPH0723262B2 (en) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | Graphite manufacturing method |
EP92113470A EP0528288B1 (en) | 1988-09-20 | 1989-09-19 | Process for producing curved graphite articles |
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US07/409,355 US4983244A (en) | 1988-09-20 | 1989-09-19 | Process for producing graphite blocks |
DE68928048T DE68928048T2 (en) | 1988-09-20 | 1989-09-19 | Process for the production of curved graphite objects |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH0283208A true JPH0283208A (en) | 1990-03-23 |
JPH0723262B2 JPH0723262B2 (en) | 1995-03-15 |
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ID=16982847
Family Applications (1)
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0723262B2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0517115A (en) * | 1991-07-10 | 1993-01-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Production of graphite |
US5449507A (en) * | 1990-11-30 | 1995-09-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Processes for producing graphite blocks from graphitizable organic polymers and process for carbonizing graphitizable polymer films |
JPH08244119A (en) * | 1995-03-08 | 1996-09-24 | Eiichiro Matsubara | Production of graphite sheet member |
US7264869B2 (en) | 2001-06-06 | 2007-09-04 | Polymatech Co., Ltd. | Thermally conductive molded article and method of making the same |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6456364A (en) * | 1987-08-26 | 1989-03-03 | Japan Res Dev Corp | Production of graphite |
-
1988
- 1988-09-20 JP JP63235219A patent/JPH0723262B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6456364A (en) * | 1987-08-26 | 1989-03-03 | Japan Res Dev Corp | Production of graphite |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5449507A (en) * | 1990-11-30 | 1995-09-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Processes for producing graphite blocks from graphitizable organic polymers and process for carbonizing graphitizable polymer films |
JPH0517115A (en) * | 1991-07-10 | 1993-01-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Production of graphite |
JPH08244119A (en) * | 1995-03-08 | 1996-09-24 | Eiichiro Matsubara | Production of graphite sheet member |
US7264869B2 (en) | 2001-06-06 | 2007-09-04 | Polymatech Co., Ltd. | Thermally conductive molded article and method of making the same |
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JPH0723262B2 (en) | 1995-03-15 |
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